控压钻井关键技术探讨

严大松

（大庆钻探工程公司钻井一公司，黑龙江大庆163411）

工作人员在对控压钻井技术进行分析和研究的过程中，主要了解其控压钻井技术的形成原理。控压钻井技术的压力控制过程中想要将压力控制在科学合理的范围内，就要适当的增加水流阻力和快速补充井口套管压力值，保障控压钻井技术应用的安全稳定。石油钻井生产的过程中控压钻井技术的应用比较多，选择科学合理的控压钻井技术能够保障石油生产质量，提高石油开采量。同时控压钻井技术还能有效地对井眼内压力进行控制，实现钻井生产风险的降低。

1 控压钻井技术概述

1.1 控压钻井技术的简述

控压钻井技术是目前比较先进的一种新型技术，在各个油田中应用的范围比较广，起到的效果也比较好。控压钻井技术对井眼压力有着精准的控制，可以实现水流一直处于平稳的状态，同时操作人员通过控压钻井技术能够实时地发现水流可能出现的变化，并做出相应的调整，保障水压一直处于合理的范围之内。控压钻井技术的应用过程中，工作人员通过调节节流阀对节流管进行相应的调整，才能保障井眼的压力始终保持在合理的标准和要求内。控压钻井技术还能对石油生产可能出现的漏井问题进行有效的预防，对石油生产过程起到很好的保护作用，降低安全事故发生几率，保障施工人员的人身安全和财产安全，一旦钻井过程中内部压力增加，就会增加安全事故发生的几率。

1.2 控压钻井技术的优点

石油生产过程中控压钻井技术的应用有效对压力值进行控制，同时机械设备故障处理十分方便。控压钻井技术的应用过程中，可以对流体实现实时的监控，尤其是压力值的变化、流体密度变化等，一旦以上因素发生变化可能对钻井的生产产生影响。通常情况下，相关人员根据实际情况对井眼的大小进行估算，然后在实际的钻井过程中再确定具体的尺寸。一旦钻井的生产过程中出现一些问题和故障，操作人员就要相应地调节节流阀，在短时间内采取科学合理的措施解决钻井中出现的问题和故障。钻井生产过程的实时监控是保障钻井安全的前提。石油生产是一项具有危险系数高、采集比较困难的工作，控压钻井技术的应用是降低安全隐患、解决开采问题的重要措施，同时控压钻井技术实时监控也是防患于未然的关键。

2 控压钻井(MPD)系统的组成

以上是我们对控压钻井技术的概念和优势进行介绍，下面我们分析和研究控压钻井技术的整体体系。控压钻井技术属于一种系统，主要的组成为决策分析系统、参数检测系统、指令执行系统、电控系统等。决策分析系统又分为以下四个模块，非实时输入模块，将相关的原始数据在钻井施工前进行输入并计算分析；根据非实时计算得出的数据模拟计算出水力学计算模型，计算出科学合理的压力控制范围与目标；逻辑判断模块，主要的作用是依据参数检测系统、电控系统、指令系统等给出的数据结果对决策进行判断；控制模块，分析各个系统之间的数据结果，对电控系统进行综合性的指令调控。参数监测系统主要的作用就是收集、监控井下仪器参数，将收集到的数据参数输送给其他系统，实现数据之间的相互交互、相互共享，为控压钻井技术提供重要的数据依托。电控系统的主要作用就是对决策分析系统传输来的数据参数进行接收，然后发出指令，实现钻进、接单根、起下钻等施工任务的顺利完成。指令执行系统的主要作用就是将电控系统中的控制信号转变为液压信号，实现对节流阀开度的有效控制，通过执行指令对节流压力进行调整。

3 控压钻井关键技术

控制随钻环空井底压力是控压钻井中的关键技术，包括分析和研究回压参数，实时动态监测井底压力，对钻井液流速、井口回压等根据实际情况随时调整，同时还有实时监控钻井液的粘度和密度等参数。

3.1 地层压力随钻检测技术

随钻地层测试方法是控压钻井技术中比较常见的一种，是有效收集原始地层信息的重要措施。能够对井底压力进行有效的、精准的控制。决策的实施过程中，随钻地层压力的测试还具有一定的后效性，我们需要根据每个系统传输数据的实际情况，对钻井的压力进行控制，保障其在标准的范围之内。

3.2 随钻井底环空压力测量

工作人员在进行钻井施工过程中，需要控制钻井产生的压力，如果压力出现变化，压力值超出标准的范围就会对施工人员的人身安全产生威胁。技术人员在钻井施工前，一定要实地地考察周边环境，选择科学合理的钻井技术，测量周边压力。随钻降低环空压力技术是技术人员经常使用的检测技术，将检测的结果与实际测量的压力进行对比，钻井的压力要小于10MPa，才能保障其安全稳定，也有利于操作人员实时监控井底状况。

3.3 钻井液连续循环装置

钻井液在单根钻进完成后循环到停止为止，循环停止后对压力控制调整，钻井液在井内循环工作时，可以使用连续循环装置实现不中断钻井，同时还能实现钻杆的卸扣。目前钻井液连续循环装置的应用十分广泛，尤其在一些复杂地形中保障钻井安全。

3.4 井口回压检测与控制

井内的流动参数与井口回压有着很大的影响，想要对节流系统进行科学合理的控制，就要了解和掌握井口回压数据参数。我们通过监测和分析井口回压状态，我们在控压控制软件系统的基础上，研究出自动控制节流管汇，达到了自动控制的目的。

3.5 数据传输技术

数据传输技术在控压钻井技术中起到了十分重要的作用，只有掌握数据传输功能，才能实现对石油开采情况的实际了解，所以，控压钻井技术中数据传输技术是其不可或缺的重要组成部分。技术人员在钻井施工之前，需要收集到传输技术提供的信息，才能分析油田地层下的情况，确定开采的危险系数；然后钻井液脉冲传输通常在随钻测量时进行，目前在各大油田中，数据传输技术的应用范围比较广，但是该技术在使用的过程中也存在一定的问题，数据传输的准确性会受到电磁感应的影响，可能对数据信息产生误差。随着科技的不断进步，数据传输技术也不断的完善和创新，想要保障数据传输的准确性，就要将数据技术与电磁技术相结合，才能充分地发挥出控压钻井技术的优势，实现我国油田经济效益的可持续增长。

4 结论

我国深井、超深井、水平井、欠平衡井等复杂结构井开发数量越来越多，遇到的地层也变得越来越复杂，对钻井技术应用的要求也变得越来越严格。最近的几年中我们对控压钻井技术的研发热度越来越高，通过对井口回压进行有效控制，保障井筒的压力保持在地层孔隙压力与破裂压力之间，实现欠平衡钻井施工。控压钻井技术有着缩短钻井周期、提高机械钻速、提升生产效率、保障安全性的优势，是解决复杂地层钻井问题的有效措施，未来有着很大的发展空间。